睿博能源智庫（RAP）
作者：Max Dupuy, Fredrich Kahrl, 王軒[1]
國家能源局南方監(jiān)管局于2018年8月發(fā)布了一系列電力市場規(guī)則(以下簡稱“2018年規(guī)則”) [2]，廣東在奠立批發(fā)和零售電力市場的基礎(chǔ)方面取得了重大進展。這些基礎(chǔ)包括電力中長期市場、擁有大量供應(yīng)商的零售行業(yè)，以及目前處于試運行階段的實時電力和輔助服務(wù)市場。廣東在市場設(shè)計的很多方面都處于中國的領(lǐng)先地位。
目前，廣東電力市場正在進入一個新階段：現(xiàn)貨市場正常運行，覆蓋南方電網(wǎng)地區(qū)的區(qū)域市場初步發(fā)展。廣東的現(xiàn)貨市場被認為是創(chuàng)建這一區(qū)域市場的“第一步”。
盡管廣東電力市場到目前為止取得了相當大的進展，但在廣東和南方電網(wǎng)地區(qū)仍有幾個重要問題需要解決。這些包括:
價格形成(特別是稀缺性定價的實施);
為所有資源建立一個公平的競爭環(huán)境;
市場的監(jiān)督和監(jiān)管;
協(xié)調(diào)中長期合同和現(xiàn)貨市場;
區(qū)域市場的發(fā)展。
我們將在后面的章節(jié)中討論這些問題。
1、以稀缺定價改善現(xiàn)貨市場價格信號
與世界其他地區(qū)一樣，隨著可再生能源占比的提高，確保電網(wǎng)的靈活性將成為南方電網(wǎng)地區(qū)的一個重要問題。任何一個精心設(shè)計的現(xiàn)貨市場其核心原則在于現(xiàn)貨市場價格根據(jù)供需情況全天（并在理想狀態(tài)下隨地理位置）波動。這個概念被稱為“稀缺性定價”。在系統(tǒng)緊張、供應(yīng)稀缺或需求旺盛(或三者兼而有之)的時間和地點，很自然地，價格可能會大幅上漲——盡管這些高價的時期可能相當罕見。稀缺性定價是現(xiàn)貨市場支持經(jīng)濟有效結(jié)果的方式，它可以激發(fā)經(jīng)濟調(diào)度；激勵對適當?shù)撵`活性資源的投資——包括儲能、需求響應(yīng)和燃氣發(fā)電——并刺激非必要的、非靈活性資源的退役。
稀缺性定價在不同的時間尺度上提供了有效激勵：
長期投資和退役決策。稀缺性定價提供了價格信號，用以指導發(fā)電、儲能和需求響應(yīng)資源的投資和退役。雖然現(xiàn)貨市場價格可能波動性很大，它們依然可以通過激勵對能夠在合適的地點和時間滿足需求的資源進行投資，從而為長期規(guī)劃決策提供有價值和可靠的信息[3]。如果市場預期收益足夠高，足以支付新資源的總固定成本和可變成本，市場就會發(fā)出對該資源投資的信號。如果預期的市場收入不夠高，不足以支付現(xiàn)有資源的未來成本(即，固定的運營和維護成本、稅收、可變成本)，市場就會發(fā)出淘汰該資源的信號。發(fā)電機組的收入對罕見的高價格非常敏感。設(shè)計完善的稀缺性定價會使得所有必要的資源維持運行，鼓勵新的有需要的資源進入市場并淘汰不需要的資源。
短期調(diào)度安排和運營決策。例如，在資源短缺時期，能源和輔助服務(wù)的市場價格應(yīng)該很高，從而激勵資源保持可用性，以及在被調(diào)度時能夠滿足系統(tǒng)需求。在供應(yīng)過剩時期，市場價格將處于低位，這將激勵發(fā)電機保持離線狀態(tài)。價格上限和下限的使用可能會抑制這些激勵措施，導致運營效率低下。
美國所有的區(qū)域輸電組織（RTO）[4]和歐洲的電力批發(fā)市場都有某種形式的稀缺性定價[5]。然而，稀缺性定價的實施并不完美，各地的情況也各不相同。在美國和歐洲有很多關(guān)于改善稀缺定價（有時被稱為改善“價格形成”機制）的討論，尤其是在系統(tǒng)處于壓力下的相對稀有的小時內(nèi)和地點形成有效價格信號的挑戰(zhàn)。電力行業(yè)的某些特點，包括缺乏實時零售定價無法使終端用戶對價格作出反應(yīng)，以及在短缺時間準確對系統(tǒng)備用定價的困難，都需要加以解決，才能促進有效的稀缺性定價[6] 。缺乏有效的稀缺性定價可能會對投資者產(chǎn)生非理性的激勵——有時被稱為“缺錢”問題——并導致低效的投資決策。在某些情況下，市場設(shè)計者通過糟糕的機制來應(yīng)對，這只會讓電力市場缺錢問題更加復雜[7]。
ERCOT（在德克薩斯州）和北歐的幾個市場都是基于一種強調(diào)稀缺定價的“單一電能量”模式。在這些市場中，運行備用(即在系統(tǒng)高峰或壓力時維護系統(tǒng)安全所需的能源)的價格上升到非常高的水平[8]。這種情況只是偶爾發(fā)生，但它確實向無論是發(fā)電側(cè)還是需求側(cè)資源傳遞了一個非常強烈的價格信號，這些資源實際上都可以在相對稀缺的時候滿足系統(tǒng)需求的。這些市場已經(jīng)出現(xiàn)了高度波動的電能量市場價格，并在支持所需資源和保持可靠性方面取得了成功的經(jīng)驗。
實施稀缺性定價的一個主要問題是存在價格(或報價)上限。美國多家RTO市場已設(shè)定上限，以應(yīng)對對市場操縱的擔憂，特別是在2001年加州危機之后，當時多家發(fā)電商行使市場力，暫時將價格推升至高位，嚴重擾亂了市場。實行限制市場出清價格的上限，可能是一種有作用但粗糙和低效的方式來處理持續(xù)存在的市場力問題。這是因為價格上限——或者說價格下限——抑制了有益的稀缺信號。在美國，監(jiān)管機構(gòu)已開發(fā)出一套更為復雜的機制，以識別和減輕市場力的發(fā)生。其挑戰(zhàn)在于在反映稀缺的有利價格上漲和反映市場操縱的有害價格上漲之間做出區(qū)分。與此同時，監(jiān)管者已逐漸放寬價格上限，允許發(fā)出稀缺定價信號，同時防范市場操縱的風險 (有關(guān)市場監(jiān)管的更多討論，請參見2. c “對現(xiàn)貨市場的監(jiān)督和監(jiān)管”)。
所有美國RTO都有某種形式的備用稀缺定價機制，盡管細節(jié)各不相同[9]。這些機制中有幾個使用了基于“運行備用需求曲線”（ORDC）的行政備用稀缺性定價，其目的是確保準確的稀缺性定價，特別是在系統(tǒng)緊缺的時間和地點。通過完善稀缺性定價，“運行備用需求曲線”希望為系統(tǒng)資源投資和退役改善價格信號?！斑\行備用需求曲線” 是一種稀缺性價格補充，即基于運行備用水平，行政性地對電能量市場價格給予調(diào)整。隨著運行備用水平的下降，價格補充（price adder）增加，使得每MWh的價格達到數(shù)千美元(在ERCOT是9000美元/MWh)。如果設(shè)計得當，這種方法會產(chǎn)生一個價格信號——隨時間和地點而變化——可以反映出滿足能源和可靠性需求的全部成本。
基于廣東現(xiàn)貨市場規(guī)則和試運行結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)貨市場中改善稀缺性價格的形成有巨大的機遇。我們提出以下幾點建議／推薦：
基于行政“運行備用需求曲線”和參考水平的謹慎實施(參見2.c節(jié))，設(shè)計稀缺定價的“行政”方法，作為確保供應(yīng)商合理報價的基礎(chǔ)。
避免給燃氣機組和其他供電資源市場外的容量補償，采用適用于所有供應(yīng)商的類似于“運行備用需求曲線”的機制。實施良好的稀缺定價可以為任何所需的天然氣發(fā)電提供額外的收入而不是市場外補貼，下一節(jié)會做討論。
為了支持稀缺性定價，取消或放寬現(xiàn)貨市場價格下限和上限。同樣，取消或放寬供應(yīng)商投標的上限和下限。
2、為所有資源創(chuàng)建一個公平的競爭環(huán)境
在廣東，也如其他現(xiàn)貨市場試點省份，一些火電機組仍然有通過“年度發(fā)電計劃”行政分配的年運行小時數(shù)。這是在2015年開啟本輪電力體制改革之前所慣用的形式。近年來，廣東和其他一些省份不斷向市場化方向轉(zhuǎn)變并取得了很大進展。我們認為完成這方面的改革非常重要，應(yīng)該終結(jié)任何剩余類別的火電發(fā)電機仍然接受行政規(guī)劃的年度運行小時數(shù)。此外，我們建議市場設(shè)計應(yīng)該嘗試為所有其他資源創(chuàng)造一個公平的競爭環(huán)境，預計在未來，化石燃料將不再是廣東電力系統(tǒng)的主要動力。
市場會揭示出不具備經(jīng)濟性的發(fā)電機組，這實際上是向完成電力市場的主要目標邁出了重要的一步。不經(jīng)濟的發(fā)電資產(chǎn)應(yīng)該在市場作用力下被允許盡可能早地退役（接受短期“有序”退役可靠性考慮）。資產(chǎn)的所有者可能試圖從“擱淺資產(chǎn)”的角度爭取一些補償。然而，我們強調(diào)將不經(jīng)濟的資源置于市場之外進行庇護，并允許其繼續(xù)運行，通常是一種成本高昂（并且損害環(huán)境）的方式來解決關(guān)于“誰來支付”這些資產(chǎn)的會計價值問題。
在美國，在一些情況下，聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(FERC)會要求RTO建立一系列規(guī)則，以確保特定類型的資源，如儲能資源，能夠在市場上公平競爭[10]。這些新規(guī)則(稱為“參與模式”)旨在識別和解決現(xiàn)有市場規(guī)則低效地限制了各種資源的參與問題。發(fā)展非化石資源的參與模式，對于廣東的市場設(shè)計師來說，可能是有價值的下一步工作。主要思想是確保市場規(guī)則允許每個市場參與者根據(jù)能夠向市場提供的服務(wù)而獲得補償。這不是挑選贏家，而是消除障礙和促進公開競爭，以提高系統(tǒng)效率和降低成本。
本節(jié)概述了波動的可再生能源發(fā)電、儲能和需求響應(yīng)的市場設(shè)計理由和參與模式。在現(xiàn)有的市場設(shè)計下，大型水電應(yīng)該能夠參與廣東的現(xiàn)貨市場。
波動性可再生能源發(fā)電
波動性可再生能源包括太陽能光伏發(fā)電、聚光太陽能發(fā)電、陸上和海上風力發(fā)電以及徑流水力發(fā)電。波動性可再生能源的運營成本非常低(接近于零)。它的發(fā)電是間歇性的(隨時間變化)和不確定的(易受預測誤差的影響)。風能和太陽能發(fā)電的建設(shè)周期比傳統(tǒng)的中央規(guī)模資源要短得多，而且更加模塊化。
在中國，法律和政策要求優(yōu)先調(diào)度波動性可再生能源。如果它們參與現(xiàn)貨市場，根據(jù)目前的可再生能源占比，結(jié)果(至少在原則上)將與優(yōu)先調(diào)度時大致相同，因為波動性可再生能源的運營費用極低，而且?guī)缀蹩偸强梢猿銮迨袌觥Ｃ绹腞TO中波動性可再生能源棄電率非常低。
使波動性可再生能源參與廣東現(xiàn)貨市場所需的幾個核心要素已經(jīng)到位，包括基于節(jié)點邊際電價（LMP）的實時市場、受安全約束的機組組合和調(diào)度，以及日前和實時電能量市場的雙結(jié)算系統(tǒng)。雙結(jié)算系統(tǒng)是指以實時市場價格結(jié)算日前波動性可再生能源的預測與實時調(diào)度之間的偏差。可以改善波動性可再生能源參與度的其他增強措施包括：
良好設(shè)計并實施的的調(diào)頻和運行備用競爭市場。
增強風能和太陽能的預測能力。
將15分鐘的調(diào)度和結(jié)算時間改為5分鐘。
創(chuàng)建金融工具，以對沖區(qū)位價格風險，如金融輸電權(quán)，以及
降低或取消報價下限，允許負電價。在美國和歐洲，波動性可再生能源，火電和核電機組有時會理性地報出負電價。對于波動性可再生能源來說，這些負報價可能反映了與優(yōu)惠稅收待遇和可再生能源成本相關(guān)的機會成本。在這些情況下，禁止負報價將導致低效調(diào)度的結(jié)果[11]。
儲能
目前兩種主要的商用儲能技術(shù)分別為抽水蓄能電站和電池。兩者都非常靈活，具有快速啟停和爬坡的能力。兩者都有來回轉(zhuǎn)換效率損失，這極大地影響了他們的調(diào)度，他們的投標是由機會成本驅(qū)動的。然而，這兩者有不同的運行限制，在美國ISO市場通常受到不同的對待[12]。
儲能資源的獨特之處在于，它們既可以作為發(fā)電機，在放電模式下工作，也可以作為負荷，在充電模式下工作。這意味著儲能資源必須能夠提交包括供應(yīng)(放電)和需求(充電)的投標曲線。2018年，美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(FERC)最終確定了一項有關(guān)儲能資源參與RTO電力批發(fā)市場的規(guī)則。規(guī)則要求每個RTO為儲能資源制定詳細的參與模型。FERC在其聲明中指出，如果不能為儲能和其他資源提供公平的競爭環(huán)境，“就會降低RTO市場的效率，可能導致RTO調(diào)度更昂貴的資源來滿足其系統(tǒng)需求”。FERC規(guī)則要求每個RTO修改其費率和市場規(guī)則，以考慮到特定儲能的特點。該規(guī)則特別指定了13個“儲能資源的物理和操作特性”，包括與充電狀態(tài)、充電時間、充電/放電限制、運行時間和充電/放電爬坡速率相關(guān)的特性。簡而言之，RTO現(xiàn)在必須圍繞儲能資源更現(xiàn)實的運行能力來規(guī)劃系統(tǒng)和優(yōu)化調(diào)度[13]。
對于廣東來說，推動儲能參與現(xiàn)貨市場可能需要類似的參與模式規(guī)則。此外，還可能需要改進調(diào)度軟件，為儲能創(chuàng)建新的資源類別，考慮電池的充電狀態(tài)規(guī)則，確定調(diào)度中心在優(yōu)化電池運行中的作用。與美國的ISO一樣，廣東的儲能產(chǎn)品和市場規(guī)則可以隨著時間的推移而發(fā)展[14]。
分布式能源資源
分布式能源資源包括需求響應(yīng)、配電和用戶側(cè)儲能以及分布式發(fā)電。美國的RTO一直在開發(fā)參與模式，以允許這些不同類型的分布式能源資源直接參與市場(即通過負荷集成商或單獨作為供電資源參與)。到目前為止，主要是需求響應(yīng)直接參與了RTO容量市場。然而，分布式能源資源有潛力在RTO電能量和輔助服務(wù)市場中發(fā)揮更大的作用。對于廣東和南方電網(wǎng)，我們建議制定規(guī)則和商業(yè)模式，以便負荷集成商能夠整合分布式能源資源和管理它們參與現(xiàn)貨市場。
就需求響應(yīng)而言，它原則上可以是一個豐富的、低成本的、高度靈活的資源。需求響應(yīng)資源可以提供一系列服務(wù)：除了其傳統(tǒng)的“削減”負荷的作用，它也能夠在較短的時間內(nèi)非常靈活地運作。FERC要求所有美國RTO允許需求響應(yīng)直接參與RTO市場，盡管在實踐中，需求響應(yīng)直接參與RTO市場仍然存在一些障礙，因為規(guī)則限制了負荷集成商。舉例來說，一些RTO要求參與的資源在全年中始終可用，這限制了那些基于對夏季空調(diào)負荷管理的需求響應(yīng)資源。美國正在消除這些低效的壁壘，從而擴大需求響應(yīng)的直接參與模式。與此同時，重要的是要強調(diào)，需求響應(yīng)可以是一種重要的資源，而無需作為供應(yīng)資源直接參與批發(fā)市場。分時電價可以幫助激勵終端用戶有效地投資于需求響應(yīng)和其他形式的分布式能源資源，而且這對于成本有效地釋放電氣化終端用途的靈活性尤其重要。
總結(jié)
我們建議，從一開始就應(yīng)該設(shè)計市場，根據(jù)不同技術(shù)的能力為其提供一個公平的競爭環(huán)境。換句話說，市場的設(shè)計不應(yīng)該只考慮燃煤電廠的技術(shù)能力。相反，任何能夠提供服務(wù)的資源(包括電能量或任何輔助服務(wù))都應(yīng)該有機會參與并獲得相應(yīng)的補償。這應(yīng)該包括分布式能源資源、儲能和波動性可再生能源。
3、對現(xiàn)貨市場的監(jiān)督和監(jiān)管
市場監(jiān)管和監(jiān)測是市場設(shè)計和實施的一個重要主題?，F(xiàn)行的市場監(jiān)管法規(guī)通過為廣東乃至整個地區(qū)設(shè)定市場監(jiān)管的責任，提供了一個良好的總體框架?，F(xiàn)有的政策說明包括以下特點:
認識到市場監(jiān)測和減弱市場力的重要性;
關(guān)于收集發(fā)電機運行成本信息和使用這些信息計算“參考價格”的一些通用規(guī)則;
建立市場力篩選的一些整體規(guī)則。
獨立的第三方市場業(yè)務(wù)稽核機構(gòu)的角色。
提出定期報告市場狀況的要求。
現(xiàn)在的挑戰(zhàn)是充實和全面實施這一政策框架。在廣東、南方電網(wǎng)地區(qū)以及整個中國，由于發(fā)電所有權(quán)高度集中，少數(shù)國有企業(yè)在某些地區(qū)占據(jù)主導地位，此外，還要實現(xiàn)通過利用競爭壓力降低成本和減少排放的政策目標，因此加強監(jiān)管是一項特別重要的任務(wù)[15]。在市場監(jiān)管問題上，廣東似乎走在了全國其它地區(qū)的前面，南方電網(wǎng)地區(qū)在這些問題上也有可能成為全球領(lǐng)導者。根據(jù)國際市場監(jiān)管的經(jīng)驗，本文提出了以下幾點建議。
加強評估發(fā)電商運行成本的框架
廣東2018年的市場規(guī)則體現(xiàn)出“參考價格”的重要地位，這類似于美國的“參考水平” [16]。在美國， RTO收集數(shù)據(jù)來估計發(fā)電機組的運營成本。RTO使用這些參考水平來判斷市場是否具有競爭力，以及是否有發(fā)電商在行使市場力。測算的參考水平還用于建立發(fā)電商報價被降低的水平。RTO的基本方法是相似的，包括計算發(fā)電機運行成本的決定因素。
廣東2018年后期發(fā)布的規(guī)定提供了參考價格計算的一些細節(jié)，并將制定參考價格方法的責任交給了由市場主體組成的市場委員會，但須得到政府批準[17]。美國RTO根據(jù)利益相關(guān)方的討論，發(fā)布了關(guān)于參考水平計算方法的非常詳細的文件[18]。作為利益相關(guān)方參與過程的一部分，這些會定期更新。在美國，這種詳盡而且透明的方式有助于增強現(xiàn)有和預期的市場主體(和其他利益相關(guān)方)的信心，相信市場監(jiān)管過程是公平和得到全面執(zhí)行的。廣東市場委員會和有關(guān)部門也可以發(fā)布這樣一份文件，對于促進市場透明度和有效的市場結(jié)果將是非常有益的。我們注意到，2019年5月的市場監(jiān)管規(guī)則草案[19]沒有明確提到“參考價格”一詞(盡管它們確實提到了監(jiān)控市場主體“成本”的大概要求)。因此，我們建議廣東制定一項新的政策說明，強調(diào)參考價格的重要性，具體闡述它們在減輕市場力方面的用途，以及要求發(fā)布一份詳細的方法論文件。此外，建議出臺要求第三方監(jiān)測機構(gòu)定期審計參考價格計算的具體規(guī)定。監(jiān)測機構(gòu)和交易機構(gòu)應(yīng)公開報告反映發(fā)電商運行成本的參考價格計算的質(zhì)量和準確性，并指出需要改進的地方。
在制定參考水平時要考慮的一個問題是，如何計算包括抽水蓄能電站在內(nèi)的儲能資源的參考水平。儲能能力意味著水庫水電可以選擇何時發(fā)電，這就提出了機會成本問題。在美國RTO中，儲能資源的參考水平可能包括機會成本、抽水以重新注滿水庫的成本等[20]。
市場監(jiān)測
2019年5月發(fā)布的規(guī)定包括引入獨立的第三方監(jiān)測機構(gòu)（“第三方市場業(yè)務(wù)稽核機構(gòu)”），該機構(gòu)將負責準備“工作報告”，“ 包括但不限于:分析市場運營情況、評估市場效率和市場風險防范有效性、提出市場規(guī)則修改合理性建議、提供違反市場規(guī)則行為線索及處理建議等?！边@是一個非常有用的責任大綱，但理想情況下，應(yīng)該具體擴大以包括評估與現(xiàn)貨市場規(guī)則相關(guān)的更廣泛的結(jié)果，例如涵蓋在評估調(diào)度機構(gòu)的責任范圍之內(nèi)的事項。特別是，調(diào)度結(jié)果的效率以及它們與參考水平和市場報價之間的關(guān)系是第三方機構(gòu)可以報告的一個重要主題。此外，我們建議第三方機構(gòu)應(yīng)公開發(fā)布其報告（規(guī)定只提及這些報告應(yīng)該提交給南方監(jiān)管局）。
在美國， FERC要求每個RTO必須“向市場監(jiān)測機構(gòu)提供對[RTO]市場信息數(shù)據(jù)庫的完整訪問權(quán)”。盡管獨立的市場監(jiān)測機構(gòu)必須向RTO和FERC報告與其任務(wù)相關(guān)的機密信息和數(shù)據(jù)點，但RTO規(guī)則中的保密條款通常阻止公開披露屬于個別市場主體的信息。此外，獨立的市場監(jiān)測機構(gòu)通常使用充分匯總的數(shù)據(jù)來報告與其任務(wù)有關(guān)的問題，從而無法識別出單個市場主體。
廣東省2019年的規(guī)定還要求電力市場交易機構(gòu)在市場監(jiān)測中發(fā)揮重要作用，并定期發(fā)布報告。這是一個非常好的條款，但是理想情況下，類似地，這些報告的范圍應(yīng)該擴大到包括諸如系統(tǒng)操作效率結(jié)果之類的主題。
市場力篩選
廣東省市場交易機構(gòu)為2019年10月現(xiàn)貨市場試運行的省內(nèi)發(fā)電商，公布了赫芬達爾-赫希曼指數(shù)(即HHI，一種所有權(quán)集中度的指標)。所有供應(yīng)商的HHI都在1300到1400之間，而出清市場的供應(yīng)商的HHI在1900到2100之間。在中國，HHI的數(shù)值在1000-1800之間被認為反映中等競爭程度(低集中寡占型)，低于1000為競爭程度(競爭型)，超過1800認為非競爭程度(高寡占型) [21]。廣東相對較高的市場集中度反映出一家省級所有企業(yè)為主要供應(yīng)商。在美國，這樣的一個主要供應(yīng)商可能不會通過FERC要求的市場力篩選 (更不會通過更具敏感度的由RTO管理的市場力篩選)，因此不允許授權(quán)“基于市場定價”——這意味著供應(yīng)商將會被要求根據(jù)其參考水平提供報價[22]。
在任何情況下，HHI都沒有考慮到輸電限制和供需的實時波動，這可能會影響行使市場力的機會，因此在實時監(jiān)測市場力方面作用有限。廣東省的監(jiān)管規(guī)定認識到了這一點，并提出了要求進行更復雜的市場篩選，包括“行為和影響”測試。我們建議，就像在美國的RTO案例中一樣，關(guān)于這些篩選——以及非常具體的緩解市場力程序——應(yīng)該發(fā)布一個更詳細的規(guī)范。例如，美國的RTO規(guī)定了適用于電網(wǎng)不同部分市場力篩選的具體閾值，位于經(jīng)常受到限制地區(qū)的供應(yīng)商往往有更嚴格的閾值[23]。
4、協(xié)調(diào)“中長期”合同和現(xiàn)貨市場
金融合同與現(xiàn)貨市場的結(jié)合，可以促進實時經(jīng)濟調(diào)度——電力系統(tǒng)成本最低的運營方式——通過激勵：(a)供應(yīng)商對所有的可用容量，按照邊際成本在日前和實時電能量市場進行報價，(b) 買方報出對預測需求的最佳估計，以準確反映出他們的支付意愿。
在中國，有關(guān)中長期交易合同的國家政策聲明[24]和廣東的市場設(shè)計規(guī)則[25]都強調(diào)，現(xiàn)有的物理合同(“中長期”合同)將轉(zhuǎn)變?yōu)榻鹑诓顑r合同。從物理合同到金融合同的這種轉(zhuǎn)變，將有助于消除經(jīng)濟調(diào)度的障礙，并支持現(xiàn)貨市場成本最低的結(jié)果。然而，這種轉(zhuǎn)變將需要更詳細的政策和監(jiān)管規(guī)則，以促進合理的合同模型以及與現(xiàn)貨市場的協(xié)調(diào)。這也可能需要行業(yè)觀念和實踐的改變。
在最近開展的全月試運行中，首個結(jié)算運行日內(nèi)，日前平均清算價格(254元/ MWh)似乎處于合理水平。然而，在很多時候，市場價格處于最低價格限制 (70元/MWh)，低于煤炭和天然氣機組的運行成本[26]。舉例來說,一個供電煤耗為300 kgce /兆瓦時，交付煤炭成本在500至1000元/噸標煤的高效燃煤機組，其運營成本范圍至少需要150至300元/兆瓦時。
發(fā)電機報價低于運行成本，有兩個顧慮:(1)燃煤發(fā)電機組啟動時長，發(fā)電商對機組關(guān)停的顧慮(保開機); (2)對減少運營小時數(shù)的顧慮(保電量) [27]。考慮到發(fā)電商的運營小時數(shù)和利潤之間的歷史聯(lián)系以及試運行的短時性，后者或許并不令人意外。對“保電量”的擔憂與電力市場的基本邏輯不符。一個設(shè)計良好的市場，會激勵每一家發(fā)電商在有經(jīng)濟性的情況下運轉(zhuǎn)。同樣，一個設(shè)計良好的市場也會阻止發(fā)電機簡單地將運行時間或發(fā)電量最大化。
在此次試運行中，發(fā)電商的行為說明了從傳統(tǒng)的合同處理方式(發(fā)電商期望合同能轉(zhuǎn)化為物理運營)到金融合同(合同和物理運營是分離的)轉(zhuǎn)變的潛在障礙。展望未來，重要的是調(diào)度中心不按照中長期交易合同進行調(diào)度。2018年的規(guī)定合理地明確了調(diào)度中心不應(yīng)該這樣做，事實上，調(diào)度中心很可能會遵守這些規(guī)定。然而，可能是由于合同條款和條件的細節(jié)，發(fā)電商認為或期望中長期合同是物理合同。此外, 電力交易所根據(jù)合同的“完成率”(相對于最初簽訂合同的發(fā)電量和用電量)，以及偏差率(買方合同規(guī)定的用電量和實際用電量之差)，來評估中長期合同市場。使用合同完成率可能會讓市場主體錯誤地認為，他們的合同是物理合同，而不是金融合同。偏差率的使用可能會給負荷端一個錯誤的印象，即他們應(yīng)該盡量減少與分解合同金額的偏差，以避免罰款。
通過現(xiàn)貨市場結(jié)算將現(xiàn)有合同轉(zhuǎn)換為差價合同，可能不需要對合同條款和條件進行重大修改。分解曲線提供了一種方法，可以將合同交易的數(shù)量轉(zhuǎn)換為每小時數(shù)量進行結(jié)算，只要買賣雙方理解合同數(shù)量不是“物理性”——也就是說，不與每月或每年的計量發(fā)電或負荷掛鉤，就可以促進金融合同的簽訂。
然而，如果賣方或買方預期合同是物理的，供應(yīng)商可能會以低于邊際成本的價格投標，以確保他們能出清市場。如果供應(yīng)商的出價低于成本，這將導致不經(jīng)濟的調(diào)度，即使在較低成本發(fā)電是可用的情況下運行較高成本的發(fā)電機。當大部分供應(yīng)商在報地板價時(在美國通常稱為“自我調(diào)度”)，調(diào)度中心可能難以確定經(jīng)濟調(diào)度(例如，決定優(yōu)先調(diào)度順序)。調(diào)度中心可以依靠參考價格(如2.c節(jié)中所討論的)來確定合理的優(yōu)先順序，但是如果這些價格還沒有確定，調(diào)度中心可能會采用非經(jīng)濟的方式進行行政化調(diào)度。隨著電力系統(tǒng)中可再生能源的增加，這種非經(jīng)濟性的化石燃料發(fā)電的自我調(diào)度將成為一個更大的挑戰(zhàn)。
擴大行業(yè)教育和培訓以建立對市場信任也是有益的?，F(xiàn)貨市場試點似乎尚未產(chǎn)生這種信任，可能需要付出更大努力來建立信任。也許發(fā)電商的“保電量”心態(tài)源于缺乏信任，認為現(xiàn)貨市場試點可能會消失，而行業(yè)可能會恢復到過去的定價和調(diào)度做法。舉一個更具體的可能問題:對于啟動時間相對較長的燃煤機組，在日前市場激勵經(jīng)濟競價可能需要對機組組合軟件的準確性建立信任。
[1] 感謝不吝時間對本文提供建議的各位國內(nèi)的專家老師，以及Kevin Porter, Frederick Weston, Ryan Wiser。Tim Simard負責英文版排版設(shè)計，何梟負責中文版本的翻譯和制作。
[2] 南方能源監(jiān)管局 廣東省經(jīng)濟和信息化委 廣東省發(fā)展改革委關(guān)于征求南方(以廣東起步)電力現(xiàn)貨市場系列規(guī)則意見
http://nfj.nea.gov.cn/adminContent/initViewContent.do?pk=402881e56579be6301658d99ac57001f
[3] See Cramton, P. (2017). Electricity Market Design. Oxford Review of Economic Policy 33(4): 589-612. ftp://www.cramton.umd.edu/papers2015-2019/cramton-electricity-market-design.pdf
[4] “獨立系統(tǒng)運營商”(ISO)和“區(qū)域輸電組織”(RTO)市場覆蓋了美國約三分之二的地區(qū)。因為ISO和RTO在美國幾乎是同義的，所以當我們將這些美國ISO/RTO市場作為一個類別描述時，我們將在本文中簡單地引用“RTO”。有關(guān)ISO/RTO市場的更多信息，Hurlbut, D., Zhou, E., Porter, K., and Arent, D. (2015). “可再生能源友好的電網(wǎng)發(fā)展策略：美國的經(jīng)驗以及對中國的潛在借鑒” (NREL/TP-6A20-64940). National Renewable Energy Laboratory. https://www.nrel.gov/docs/fy16osti/66729.pdf. 以及Federal Energy Regulatory Commission. (2015). Energy primer: A handbook of energy market basics. Retrieved from https://www.ferc.gov/market-oversight/guide/energy-primer.pdf .
[5] 在歐洲，最近通過的“面向所有歐洲人的清潔能源一攬子計劃”（Clean Energy for All Europeans）再次強調(diào)了稀缺定價及其對實現(xiàn)可靠性的重要性。根據(jù)《電力監(jiān)管》（Electricity Regulation）中對內(nèi)部市場的規(guī)定:“為了支持向可變和分布式發(fā)電的轉(zhuǎn)變，并確保能源市場原則是歐盟未來電力市場的基礎(chǔ)，重新關(guān)注短期市場和稀缺定價至關(guān)重要。”該規(guī)定繼續(xù)申明任何價格上限都應(yīng)該取消，以允許稀缺性定價的形成。European Commission. (2019). Commission Regulation (EU) 2019/943 of the European Parliament and of the Council of 5 June 2019 on the internal market for electricity (recast). https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2019/943/oj..
[6] Hartman, D. (2017). Refreshing Price Formation Policy in Wholesale Electricity Markets. R Street. http://www.rstreet.org/wp-content/uploads/2017/08/106.pdf ; Chang, J., Geronimo Aydin, M., Broehm, R., Yang, Y., & Sweet, R. (2018). Shortage Pricing in North American Wholesale Electricity Markets. The Brattle Group. https://www.aeso.ca/assets/Uploads/4.3-Brattle-Paper-Shortage-Pricing.pdf ; and European Federation of Energy Trader (EFET). (2016). The importance of free formation of prices in the European wholesale electricity market. An EFET Discussion Paper. https://efet.org/Files/Documents/Electricity%20Market/General%20market%20design%20and%20governance/EFET_Free-formation-of-prices-power-market.pdf
[7] Hogan, M. (2017). Follow the missing money: Ensuring reliability at least cost to consumers in the transition to a low-carbon power system. Electricity Journal, 30(1). https://doi.org/10.1016/j.tej.2016.12.006
[8] 在ERCOT例子中，價格最高可達$9,000/MWh。與此同時，比利時為平衡市場設(shè)定了13,500 €/MWh的動態(tài)價格上限。Economie. (2019). Belgian electricity market: Implementation plan. https://economie.fgov.be/sites/default/files/Files/Energy/Belgian-electricity-market-Implementation-plan.pdf
[9] Chang et al, 2018.
[10] FERC要求對需求響應(yīng)(法令745)和儲能(法令841)進行審查。到2000年代末，ISO市場設(shè)計已經(jīng)有了5分鐘節(jié)點調(diào)度以及其他可以為太陽能和風能發(fā)電公平競爭鋪平道路的元素。2016年，F(xiàn)ERC通過要求5分鐘結(jié)算和稀缺性定價(法令825)，進一步為風能和太陽能的發(fā)展鋪平了道路。自成立以來，水庫水電一直參與ISO市場。
[11] 近年來，負電價在歐洲變得越來越普遍。例如，2019年3月17日，由于風電出力大，德國的電價有20小時變?yōu)樨撝?，這也將鄰國的電價推至零以下。https://www.montelnews.com/en/story/germany-sees-third-weekend-of-negative-prices/993002
[12] 例如，CAISO有單獨的“資源模型”用于電池儲能(非發(fā)電資源)和抽水蓄能水電(抽水蓄能)。
[13] Dupuy, M. & Porter, K. Leveling the Playing Field for Storage Resources in China’s Electricity Markets: A View from the U.S. Regulatory Assistance Project. https://www.raponline.org/blog/leveling-the-playing-field-for-storage-resources-in-chinas-electricity-markets-a-view-from-the-u-s/
[14] 舉例說明產(chǎn)品和規(guī)則的演進，詳見Carr, L., Murtaugh, G. & Powers, J. (2020). Energy Storage and Distributed Energy Resources Phase 4. California ISO. http://www.caiso.com/InitiativeDocuments/SecondRevisedStrawProposal-EnergyStorage-DistributedEnergyResourcesPhase4.pdf.
[15] 《關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意見(中發(fā)〔2015〕9號)文》
[16]南方能源監(jiān)管局,廣東省經(jīng)濟和信息化委,廣東省發(fā)展改革委關(guān)于征求南方(以廣東起步)電力現(xiàn)貨市場系列規(guī)則意見
http://nfj.nea.gov.cn/adminContent/initViewContent.do?pk=402881e56579be6301658d99ac57001f
[17] 廣東省經(jīng)濟和信息化委關(guān)于征求廣東電力現(xiàn)貨市場機組發(fā)電成本測算辦法及兩個規(guī)范文件（稿）意見的函, 粵經(jīng)信電力函〔2018〕214號, 附件1．廣東電力現(xiàn)貨市場機組發(fā)電成本測算辦法（征求意見稿）. http://www.gdei.gov.cn/ywfl/dlny/201809/t20180903_130326.htm
[18] For example, see PJM. (2020). PJM Manual 15: Cost development guidelines. Retrieved from https://www.pjm.com/~/media/documents/manuals/m15.ashx
[19] 南方能源監(jiān)管局關(guān)于征求南方（以廣東起步）電力現(xiàn)貨市場配套監(jiān)管實施辦法及監(jiān)管指引意見的通知, 關(guān)于征求南方(以廣東起步)電力現(xiàn)貨市場配套監(jiān)管實施辦法及監(jiān)管指引意見的函, 南方監(jiān)能市場函〔2019〕78 號. http://nfj.nea.gov.cn/adminContent/initViewContent.do?pk=402881e569d686de016a8fef7c19007d
[20] For example, see PJM. (2020). Also see Shelton, N. (2019). Opportunity Costs for Energy Storage Resources. New York ISO. https://www.nyiso.com/documents/20142/7007643/ESR%20Opportunity%20Cost%20-%20061119.pdf/41cf3cfe-1a28-b738-8e18-d26f1b901a3e
[21] 廣東電力交易中心.(2019). 《廣東電力市場2019年年度報告》.
[22] See Federal Energy Regulatory Commission. (n.d.).. Horizontal Market Power. https://www.ferc.gov/industries/electric/gen-info/mbr/market-power/horizontal.asp Also see: Wenner, A. & A. C. Lankford. (2019). Major Reforms To FERC Market-Based Rate Program Include New Data Collection Requirements. Mondaq. https://www.mondaq.com/unitedstates/Energy-and-Natural-Resources/835598/Major-Reforms-To-FERC-Market-Based-Rate-Program-Include-New-Data-Collection-Requirements
[23] For example, see Midcontinent Independent System Operator. (2020, February 10). FERC electric tariff, Sections 64 and 65. Retrieved from https://www.misoenergy.org/legal/tariff/. Also see FERC. (2014, October). Price Formation in Organized Wholesale Electricity Markets: Staff Analysis of Energy Offer Mitigation in RTO and ISO Markets. Retrieved from https://www.ferc.gov/legal/staff-reports/2014/AD14-14-mitigation-rto-iso-markets.pdf.
[24] NEA’s 2019 “Advancing Electricity Spot Market Implementation”
國家能源局《關(guān)于進一步推進電力現(xiàn)貨市場 建設(shè)試點工作的意見(征求意見稿)》.
[25] 廣東經(jīng)信委，南方能監(jiān)局《廣東 電力市場中長期交易實施細則（征求意見稿）》http://nfj.nea.gov.cn/adminContent/initViewContent.do?pk=402881e56579be6301658d7123c2001a
[26]南方（以廣東起步）電力現(xiàn)貨市場投入全月結(jié)算試運行 https://3g.163.com/dy/article/FJ6N989805509P99.html?f=common-recommend-list
[27] 陳雪婉（2019年12月9日）.尷尬的電力現(xiàn)貨市場試點，財新周刊。https://m.weekly.caixin.com/m/2019-12-07/101491698.html
